氣相色譜法重點(diǎn)

1、上屆氣相色譜法重點(diǎn)氣相色譜法：是以氣體作為流動相的柱色譜分析方法。分類：一、按兩相聚集狀態(tài)（1） 按流動相的狀態(tài)：液相色譜、氣相色譜、超臨界流體色譜（2） 按固定相的狀態(tài)：液固、液液：氣固、氣液 二、按操作方式 （1）柱色譜：填充柱、毛細(xì)柱 （2）平面色譜：薄層色譜、紙色譜法 三、按分離原理分 吸附色譜，分配色譜，離子交換色譜，尺寸排阻色譜，親和色譜氣相色譜分離法的特點(diǎn)：先分離，后檢測氣相色譜應(yīng)用范圍：（1）易揮發(fā)有機(jī)物（2）可衍生化成易揮發(fā)物 （3）無機(jī)氣體氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)及其作用：1、氣路系統(tǒng)：包括載氣氣源，氣體減壓，穩(wěn)壓，穩(wěn)流和凈化裝置2、進(jìn)樣系統(tǒng)：包括進(jìn)樣閥，氣化室和控溫部分3、分離系

2、統(tǒng)：包括色譜柱，柱室和控溫部分，分離系統(tǒng)是氣相色譜儀的核心部件4、檢測系統(tǒng)：包括檢測器和控溫部分，5、記錄系統(tǒng)：包括放大器，色譜工作站等色譜圖：在氣相色譜分析中，柱后流出物流經(jīng)檢測器時，載氣中各組分的量所產(chǎn)生的信號及時間的曲線稱為色譜圖流出曲線，又稱為色譜圖。色譜峰：色譜圖中突出部分，是檢測器對組分含量變化所輸出信號的微分曲線。基線：僅有基線通過檢測器時，儀器記錄的響應(yīng)信號曲線稱為基線?；€的波動程度反映儀器檢測系統(tǒng)噪聲大小。保留值：是定性分析的指標(biāo)保留時間：是組分從進(jìn)樣到出現(xiàn)信號最大值時的時間，tR。死時間：是不被固定相滯留組分的保留時間，tM，反映流動相通過色譜柱所需要的時間。調(diào)整保留時間

3、：tR，指組分的保留時間與死時間之差。相對保留值：在相同的操作條件下，組分i的調(diào)整保留值與組分s的調(diào)整保留值之比，稱為組分i對組分s的相對保留值，用ris表示。Ris只隨柱溫和固定相的改變而變化，ris的大小，反映色譜柱對不同組分的選擇性。Ris不等于1，說明色譜柱對兩個組分有選擇性。分離度（分辨率）（Resolution，R）：相鄰兩色譜峰保留值之差與兩峰底寬平均值之比。如果R=1，稱為4分離，峰分離達(dá)98%如果R=1.5稱為6分離，峰分離達(dá)99.7%，R=1.5是兩個相鄰色譜峰完全分離的標(biāo)志。定量分析的依據(jù)：峰高，峰面積衡量色譜柱的效能：用峰寬Wb，半峰寬W1/2，標(biāo)準(zhǔn)偏差ó(0

4、.067峰高處的峰寬的一半)來衡量。ó值的大小表示色譜柱后流出組分的分散程度，ó越小，表明流出組分越集中，柱效越高。從流出曲線的形狀我們可以得到以下信息：1、應(yīng)用峰數(shù)：判斷樣品中的最少組分?jǐn)?shù)量。2、保留值：進(jìn)行定性分析。3、峰高或者峰面積：定量分析。4、結(jié)合保留值和區(qū)域?qū)挾戎笜?biāo)：可以評價色譜柱對組分的分離效能。5、根據(jù)峰間距離：可以評價所選擇的固定相，流動相是否合理。分配系數(shù)：一定溫度、壓力條件下，組分在兩相間達(dá)到分配平衡時，固定相中組分的濃度與流動相中組分的濃度之比。K（分配系數(shù)的大小由組分和固定相的熱力學(xué)性質(zhì)決定，與兩相體積無關(guān)。分配比：又稱容量因子，表示在一定溫度和壓

5、力下，兩相平衡時，固定相中組分的質(zhì)量與流動相中組分的質(zhì)量之比。K（容量因子越大，固定相對組分的滯留作用越大）氣相色譜的基本理論：塔板理論，速率理論塔板理論的四個基本假設(shè)：1、色譜柱由若干小段組成，每一段稱為一個理論塔板，塔板的段長稱為理論塔板高度，用H表示。2、塔板中，下層是固定相，上層空間充滿流動相，該空間稱為板體積，載氣脈沖式進(jìn)入色譜柱，每次進(jìn)氣一個板體積。3、組分在各塔板內(nèi)的兩相間迅速達(dá)到分配平衡，分配系數(shù)恒定不變，與組分濃度無關(guān)。4、開始時，試樣組分全部加在第1塊塔板上，試樣沿色譜柱方向的縱向擴(kuò)散忽略不計。當(dāng)n=5時，即第一個塔板進(jìn)了5個體積的氣后，組分A開始流出柱出口，進(jìn)入檢測器產(chǎn)生

6、信號，但此時組分A含量很小，信號很弱。當(dāng)n=8，9時，柱出口流出量達(dá)最大值，之后又逐漸減小 ，相應(yīng)產(chǎn)生的電信號由小到大，再由大到小。當(dāng)n值趨向無窮大時，形成的峰形呈正態(tài)分布。柱效能指標(biāo)：理論塔板數(shù)n，理論塔板高度H，有效塔板數(shù)neff。反映色譜柱對組分的分離效能。理論塔板數(shù)n：主要由操作系數(shù)決定，組分流過色譜柱時在兩相是進(jìn)行平衡分配的總次數(shù)。n=16（tR/Wb）2塔板理論高度H：H=L/n（L為色譜柱的長度）計算題：比較薄的那本復(fù)印本上的186頁色譜柱長L一定時，組分的H或Heff越小，n或者neff越大，表明色譜柱對該組分的作用越大，柱效能直高。塔板理論的貢獻(xiàn)與不足：貢獻(xiàn)：（1）較好地解釋

7、了色譜峰形的正態(tài)分布規(guī)律 （2）提出了評價柱效能指標(biāo)：n和H不足：（1）沒有考慮動力學(xué)因素對色譜過程的影響，不能解釋載氣流速u對理論塔板數(shù)n的影響 （2）不能回答色譜峰為什么發(fā)生變形 （3）不能說明塔板高度受什么因素影響速率理論（Van Deemter 方程）H=A+B/u+CuH有效塔板高度A渦流擴(kuò)散項(xiàng)B/u分子擴(kuò)散項(xiàng)Cu傳質(zhì)阻力項(xiàng)一、渦流擴(kuò)散項(xiàng)A產(chǎn)生原因：隨載氣一起流動的組分由于固定相的阻礙而改變運(yùn)動方向，形成“渦流”，導(dǎo)致不同的組分分子在柱中走過的路程長短不一致，引起峰形的擴(kuò)張。意義：填充柱填充越均勻規(guī)則，載體平均顆粒直徑越小，則渦流擴(kuò)散越小，色譜峰擴(kuò)張變形小二、分子擴(kuò)散項(xiàng)B/u(縱向擴(kuò)

8、散項(xiàng))產(chǎn)生原因：組分被載氣帶入色譜柱后，以“塞子”的形式存在于柱內(nèi)很小一段空間中，在“塞子”的前后（縱向）存在著濃度差而形成濃度梯度，使運(yùn)動著的分子產(chǎn)生縱向擴(kuò)散意義：選擇分子量大的組分和載氣，降低色譜柱溫，分子擴(kuò)散項(xiàng)小：氣氣壓越高，分子擴(kuò)散程度越小，結(jié)論：減小渦流擴(kuò)散、分子擴(kuò)散、傳質(zhì)阻力，能夠降低塔板高度，有利于提高柱效。氣相色譜中固定液要滿足以下要求：1、操作溫度下呈液態(tài)2、熱穩(wěn)定性好，有較寬的工作溫度范圍，適應(yīng)寬沸程樣品分析3、選擇性好，對不同組分有不同的溶解能力4、黏度小5、揮發(fā)性小，不易流失。固定液的選擇：1、 選用非極性固定液分離非極性物質(zhì)2、 選用極性固定液分離極性物質(zhì)3、 選用極

9、性固定液，分離含有極性組分和非極性組分的混合試樣4、 選擇氫鍵型或極性固定液，分離含有能形成氫鍵組分的試樣5、 選擇兩種或兩種以上的混合固定液，分離復(fù)雜的，難分離的試樣檢測器分類：濃度敏感型檢測器：熱導(dǎo)檢測器TCD、電子捕獲檢測器ECD質(zhì)量敏感型檢測器：氫火焰原子檢測器FID、火焰光度檢測器FPD靈敏度：又稱為響應(yīng)或應(yīng)答值，是用來評價檢測器質(zhì)量，或比較不同類型檢測器性能的要指標(biāo)。檢測限：或稱敏感度，指某組分的峰高恰為基線噪聲的2倍時，單位體積載氣中所含該組分的量。在相同靈敏度條件下，儀器噪聲越小，檢測限越小，檢測器的性能越好。線性范圍：線性范圍虎寬越好。FID：（利用含碳有機(jī)物在火焰中燃燒產(chǎn)生

10、離子，在外加的電場作用下，使離子形成離子流，根據(jù)離子流產(chǎn)生的電信號強(qiáng)度，檢測被色譜柱分離出的組分）一般只能測定含碳有機(jī)化合物。多用氮?dú)庾鬏d氣，氫氣作燃?xì)?，空氣作助燃?xì)?。ECD：原理：（1）放射源的射線將載氣（N2或Ar）電離，產(chǎn)生次級電子和正離子，在電場作用下，電子向正極移動，形成恒定基流。（2） 當(dāng)載氣帶有電負(fù)性組分進(jìn)入檢測器時，電負(fù)性組分就能捕獲這些低能量的自由電子，形成穩(wěn)定的負(fù)離子，負(fù)離子再與載氣正離子復(fù)合成中性化合物，使基流降低而產(chǎn)生負(fù)信號倒峰 。信號的大小與組分的濃度成正比。（常用氮?dú)庾鬏d氣）分離度方程：分離度與柱效能、柱選擇性及柱容量的關(guān)系1、 增加k影響峰位，使分離度增加，保留時

11、間延長且峰明顯變寬。2、 增加n，通過改變峰的寬度而改善分離度，3、 增加ris，改善分離度，影響峰間距，但峰的寬度不變。分離效能主要受固定相的性質(zhì)的影響在氣相色譜中，選擇分離條件的基本原則是在較短的分析時間內(nèi)，將試樣中各組分彼此分離要求分離度足夠大）。要以Van Deemter方程和分離度方程為指導(dǎo)來選擇分離條件。一般分離條件主要指載氣、色譜柱、溫度以及進(jìn)樣操作。載氣：在低流速時（0u最佳）時，宜選用分子量較大的載氣（氮?dú)?，氬氣）在高流速時（u最佳）時，選用分子量較小的載氣（氫氣，氦氣）溫度：1、 汽化室溫度：一般控制在等于或稍高于試樣組分沸點(diǎn)2、 檢測室溫度：一般可高于柱溫3050度或等于

12、汽化室溫度3、 柱室溫度及控制方式：選擇的基本原則是使難分離的組分在符合分離度要求的前提下，盡可能采用較低柱溫，但以保留時間適宜及不拖尾為宜。柱溫的控制方式有恒溫與程序升溫兩種。恒溫是指在某一恒定溫度下操作，適合于組分少且沸點(diǎn)相近的試樣，而對于組分較復(fù)雜、沸程寬試樣需采取程序升溫的方法。程序升溫是指在某一初溫維持一定時間，然后按一定速率升溫，升至終溫后再維持一定時間，每一次升溫稱為一階。進(jìn)樣：實(shí)際工作時在檢測器靈敏度足夠的前提下，盡量減小進(jìn)樣量，并進(jìn)樣速度要快。定性分析主要依據(jù)每個組分的保留值來定性（tR,ris）定量分析依據(jù)：在一定操作條件下，檢測器產(chǎn)生的響應(yīng)信號（峰面積或峰高）與被測組分的

13、量呈正比。1、 歸一化法前提：試樣中所有組分都產(chǎn)生信號并能流出色譜柱，彼此分離依據(jù)：組分含量與峰面積成正比（對于同系物，f可消去）即2、 外標(biāo)法用組分的純品為對照物質(zhì)，以對照物質(zhì)和試樣中待測組分的響應(yīng)信號相比較進(jìn)行定量的方法。 外標(biāo)法的優(yōu)點(diǎn)： 簡便，不用校正因子，不必加內(nèi)標(biāo)物只需待測組分出峰。外標(biāo)法的缺點(diǎn)： 結(jié)果的準(zhǔn)確度與進(jìn)樣量的重復(fù)性和操作條件的穩(wěn)定性有關(guān)。3、 內(nèi)標(biāo)法以一定量的純物質(zhì)（內(nèi)標(biāo)物），加入到準(zhǔn)確稱定的試樣中再進(jìn)樣分析，根據(jù)試樣和內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量及峰面積和相對校正因子，求出某組分的百分含量。（可以看看薄的那本復(fù)印本的206頁的計算題幫助理解）優(yōu)點(diǎn)：1、只需內(nèi)標(biāo)物及目標(biāo)組分出峰;2、 操

14、作條件變化而引起的誤差小3、適合于復(fù)雜樣品和微量組分的定量分析缺點(diǎn)： 1、 內(nèi)標(biāo)物選擇難 2、 需要準(zhǔn)確計量樣品和內(nèi)標(biāo)的量內(nèi)標(biāo)物的選擇：（1）試樣中不存在的純物質(zhì)，與樣品中的組分完全分離； （2）內(nèi)標(biāo)物質(zhì)與待測組分的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相近（3）內(nèi)標(biāo)物質(zhì)為純物質(zhì)或含量已知（4）內(nèi)標(biāo)物與樣品互溶，不發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法：先將待測組分的純物質(zhì)配成不同濃度的系列的系列標(biāo)準(zhǔn)試樣，分別加入等量的內(nèi)標(biāo)物，進(jìn)樣分析，測得Ai和As,以Ai/As對Xi作圖得到一直線即內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法。液質(zhì)聯(lián)用 APCI（大氣壓化學(xué)電離 ）和ESI（電噴霧電離）的不同點(diǎn)¨ 離子產(chǎn)生的方式 APCI利用電暈放電離子化，

15、氣相離子化。 ESI利用離子蒸發(fā)，液相離子化。¨ 能被分析的化合物類型不同 APCI弱極性，小分子化合物，且具有一定的揮發(fā)性 ESI極性化合物和生物大分子。¨ 流速 ESI0.001到0.25 ml/min。 APCI0.2到2 ml/min。¨ 多電荷 APCI不能生成一系列多電荷離子，所以不適合分析大分子。 ESI 能生成一系列多電荷離子，特別適用于蛋白，多肽類等生物分子。正相色譜法：流動相極性小于固定相極性的稱為正相色譜法。用于分離在有機(jī)溶劑中有較高溶解度的化合物，如脂溶性維生素等。反相色譜法：流動相極性大于固定相極性的稱為反相色譜法。主要用于分離非極性至中等極性的各類分子型化合物。高效液相色譜的組成（一）高壓輸液系統(tǒng)（二）進(jìn)樣系統(tǒng)（三）分離系統(tǒng)（四）檢測系統(tǒng)（五）數(shù)據(jù)記錄和處理系統(tǒng)質(zhì)譜法質(zhì)譜圖（大概了解一下，下面的三個概念應(yīng)該不用記）質(zhì)荷比:質(zhì)量和電荷的比值(m/z),如：m/z=46，45,31基峰：原始質(zhì)譜